JP2013163747A - Liquid resin composition for sealing semiconductor, and semiconductor device - Google Patents

Liquid resin composition for sealing semiconductor, and semiconductor device Download PDF

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JP2013163747A JP2012026942A JP2012026942A JP2013163747A JP 2013163747 A JP2013163747 A JP 2013163747A JP 2012026942 A JP2012026942 A JP 2012026942A JP 2012026942 A JP2012026942 A JP 2012026942A JP 2013163747 A JP2013163747 A JP 2013163747A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a liquid resin composition for sealing a semiconductor, which is excellent in balance among flowability, fracture toughness value and elastic modulus, and to provide a semiconductor device using the same, which is excellent in reflow resistance and thereby high in connection reliability during a heat cycle test.SOLUTION: A liquid resin composition for sealing a semiconductor includes an epoxy resin (A), an amine-based curing agent (B), and an inorganic filler (C). The epoxy resin (A) contains an epoxy resin (A1) which is liquid at 25°C and an aromatic glycidylamine-type epoxy resin (A2), the content of the inorganic filler (C) is 30 to 75 wt.%, and the fracture toughness value of a cured material of the liquid resin composition is 2.0 to 3.5 MPa-m0.5.

Description

本発明は、半導体封止用液状樹脂組成物及びそれを用いた半導体装置に関するものである。   The present invention relates to a liquid resin composition for semiconductor encapsulation and a semiconductor device using the same.

近年の電子機器の小型化、軽量化、高集積化の動向を反映して、半導体素子あるいはその他の電子部品のサイズは、小さくなり、配線は微細化している。このような半導体素子あるいはその他の電子部品を搭載用基板に電気的に接続して高速で動作させるために、半導体素子あるいはその他の電子部品に突起電極(バンプ)を形成して、このバンプによって搭載用基板と一括接合するフリップチップ接続と呼ばれる実装方法が採用されている。
但し、フリップチップ接続の微細な接続部であるバンプは外的強度に弱く、これを保護するために、半導体素子あるいはその他の電子部品と搭載用基板との間隙に毛細管現象を利用して半導体素子あるいはその他の電子部品の側部からアンダーフィル材と呼ばれる液状樹脂組成物を充填し、硬化させることにより封止している。
同様にBGA(Ball Grid Array)やCSP(Chip size Package)の実装においても半田ボールの接続強度を向上させるため接続部分の補強のためにアンダーフィル材が使用されている。
このフリップチップ接続やBGAやCSPの実装において、半導体素子あるいはその他の電子部品周辺部のアンダーフィル材がはみ出した部分(以下フィレットと称する)やバンプ接合部には硬化による応力やひずみが蓄積しており、熱衝撃や熱膨張収縮または吸湿及び熱処理等に伴う変形などにより、剥離やクラックが生じることがある。フィレット部やバンプ接合部に生じた剥離やクラックはバンプ接合部位間での接続信頼性等に大きく関与し、深刻な問題となっていた。さらに、突起電極を形成する半田が共晶半田から鉛フリー半田へ変更され、実装時のリフロー温度がより高くなり、半導体素子あるいはその他の電子部品の半導体装置にかかる熱応力が増大するとともに、共晶半田に比べ鉛フリー半田は機械的強度に劣ることから従来のアンダーフィル材では、フィレット部の剥離やクラック、バンプ接合部の剥離やクラックなどが発生しやすいことが問題となってきた。
さらにバンプ数の増加に伴いバンプピッチ、バンプ高さが小さくなり、結果として狭ギャップ化が進んでいる。高集積化に伴いチップサイズも大きくなり、アンダーフィル材には狭ギャップで大面積を流動する特性も求められている。
Reflecting the recent trend of miniaturization, weight reduction, and high integration of electronic devices, the size of semiconductor elements or other electronic components has become smaller and the wiring has become finer. In order to electrically connect such a semiconductor element or other electronic component to the mounting substrate and operate at high speed, a bump electrode is formed on the semiconductor element or other electronic component and mounted by this bump. A mounting method called flip-chip connection, in which the substrates are joined together, is adopted.
However, the bump which is a fine connection part of the flip chip connection is weak in external strength, and in order to protect this, the semiconductor element is utilized by utilizing capillary action in the gap between the semiconductor element or other electronic components and the mounting substrate. Alternatively, a liquid resin composition called an underfill material is filled from the side part of another electronic component and sealed by curing.
Similarly, in the mounting of BGA (Ball Grid Array) and CSP (Chip size Package), an underfill material is used to reinforce the connection portion in order to improve the connection strength of the solder ball.
In this flip chip connection or BGA or CSP mounting, stress or strain due to hardening accumulates in a portion (hereinafter referred to as a fillet) where an underfill material protrudes around a semiconductor element or other electronic component, and a bump joint. In addition, peeling or cracking may occur due to thermal shock, thermal expansion / contraction, deformation due to moisture absorption, heat treatment, or the like. Separation and cracks generated in the fillet portion and the bump bonding portion are seriously related to the connection reliability between the bump bonding portions and have become serious problems. In addition, the solder forming the bump electrode is changed from eutectic solder to lead-free solder, the reflow temperature during mounting becomes higher, the thermal stress applied to the semiconductor device of the semiconductor element or other electronic component increases, Since lead-free solder is inferior in mechanical strength to crystal solder, the conventional underfill material has a problem that peeling and cracking of the fillet part, peeling and cracking of the bump joint part, etc. are likely to occur.
Further, as the number of bumps increases, the bump pitch and bump height are reduced, and as a result, the gap is being narrowed. With higher integration, the chip size increases, and the underfill material is also required to have a characteristic of flowing over a large area with a narrow gap.

このような問題に対して、アンダーフィル材の低応力化、高靭性化などが試みられてきた。このような技術としては、例えば、液状エポキシ樹脂に無機充填材とゴム粒子を添加した組成物(例えば、特許文献1、2参照)、液状エポキシ樹脂に無機充填材とエラストマーおよび芳香族アミン硬化剤を用いた組成物(例えば、特許文献3参照)が開示されている。しかしながら従来の方法では、間隙への注入性が悪く、低応力化、靭性向上効果が充分ではなかった。   For such problems, attempts have been made to reduce the stress and toughness of the underfill material. Examples of such techniques include a composition in which an inorganic filler and rubber particles are added to a liquid epoxy resin (see, for example, Patent Documents 1 and 2), an inorganic filler, an elastomer, and an aromatic amine curing agent in a liquid epoxy resin. (For example, refer patent document 3) using this. However, the conventional method has poor pouring properties into the gap, and the effect of reducing stress and improving toughness is not sufficient.

特開2006−169395号公報JP 2006-169395 A 特開2007−182560号公報JP 2007-182560 A 特開2006−233127号公報JP 2006-233127 A

本発明は、流動性、破壊靭性値、弾性率のバランスに優れる半導体封止用液状樹脂組成
物及びこれを用いた温度サイクル試験時の接続信頼性が高い半導体装置を提供するものである。
The present invention provides a liquid resin composition for encapsulating a semiconductor that has an excellent balance of fluidity, fracture toughness, and elastic modulus, and a semiconductor device having high connection reliability during a temperature cycle test using the same.

本発明は、
[1]エポキシ樹脂(A)、アミン系硬化剤(B)、及び、無機充填剤(C)を含む半導体封止用液状樹脂組成物であって、前記エポキシ樹脂(A)が、25℃で液状であるエポキシ樹脂(A1)及び芳香族グリシジルアミン型エポキシ樹脂(A2)を含み、前記無機充填剤(C)の含有量が30重量%以上75重量%以下であり、前記半導体封止用液状樹脂組成物の硬化物の破壊靭性値が2.0MPa・m^0.5以上3.5MPa・m^0.5以下であることを特徴とする半導体封止用液状樹脂組成物、
[2]半導体封止用液状樹脂組成物の硬化物の動的粘弾性測定装置において測定した240℃での弾性率が120MPa以上である[1]に記載の半導体封止用液状樹脂組成物、[3]半導体封止用液状樹脂組成物の硬化物の動的粘弾性測定装置において測定したガラス転移温度が120℃以上150℃以下である[1]または[2]に記載の半導体封止用液状樹脂組成物、
[4]芳香族グリシジルアミン型エポキシ樹脂(A2)として、下記一般式(1)で表わされる化合物を含む[1]ないし[3]のいずれか1項に記載の半導体封止用液状樹脂組成物、
The present invention
[1] A liquid resin composition for semiconductor encapsulation containing an epoxy resin (A), an amine curing agent (B), and an inorganic filler (C), wherein the epoxy resin (A) is at 25 ° C. Including a liquid epoxy resin (A1) and an aromatic glycidylamine type epoxy resin (A2), wherein the content of the inorganic filler (C) is 30 wt% or more and 75 wt% or less, and the liquid for semiconductor encapsulation A liquid resin composition for encapsulating a semiconductor, wherein the fracture toughness value of the cured product of the resin composition is 2.0 MPa · m ^ 0.5 or more and 3.5 MPa · m ^ 0.5 or less,
[2] The liquid resin composition for semiconductor encapsulation according to [1], wherein an elastic modulus at 240 ° C. measured by a dynamic viscoelasticity measuring apparatus of a cured product of the liquid resin composition for semiconductor encapsulation is 120 MPa or more, [3] For semiconductor encapsulation according to [1] or [2], wherein the glass transition temperature measured in a dynamic viscoelasticity measuring apparatus for a cured product of the liquid resin composition for semiconductor encapsulation is 120 ° C. or higher and 150 ° C. or lower. Liquid resin composition,
[4] The liquid resin composition for semiconductor encapsulation according to any one of [1] to [3], which contains a compound represented by the following general formula (1) as the aromatic glycidylamine type epoxy resin (A2). ,

Figure 2013163747
(一般式(1)において、R1、R2、R3は、互いに独立して、水素原子、又は炭素数1〜6の炭化水素基であり、m1は0〜4の整数であり、n1は0〜5の整数である。)[5]芳香族グリシジルアミン型エポキシ樹脂(A2)として、上記一般式(1)で表わされる化合物及び下記一般式(2)で表わされる化合物を含む[1]ないし[4]のいずれか1項に記載の半導体封止用液状樹脂組成物、
Figure 2013163747
(In General Formula (1), R1, R2, and R3 are each independently a hydrogen atom or a hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms, m1 is an integer of 0 to 4, and n1 is 0 to 0. [5] The aromatic glycidylamine type epoxy resin (A2) includes a compound represented by the above general formula (1) and a compound represented by the following general formula (2) [1] to [ 4] The liquid resin composition for semiconductor encapsulation according to any one of

Figure 2013163747
(一般式(2)において、R4は、互いに独立して、水素原子、又は炭素数1〜6の炭化水素基であり、m4は0〜4の整数である。)
[6]アミン系硬化剤(B)として、下記一般式(3)で表わされる化合物及び/又はジエチルトルエンジアミンを含む[1]ないし[5]のいずれか1項に記載の半導体封止用
液状樹脂組成物、
Figure 2013163747
(In General formula (2), R4 is a hydrogen atom or a C1-C6 hydrocarbon group mutually independently, and m4 is an integer of 0-4.)
[6] The liquid for semiconductor encapsulation according to any one of [1] to [5], which contains a compound represented by the following general formula (3) and / or diethyltoluenediamine as the amine-based curing agent (B). Resin composition,

Figure 2013163747
(一般式(3)において、R5、R6は、互いに独立して、水素原子、又は炭素数1〜6の炭化水素基であり、m5は0〜3の整数であり、n3は0〜10の整数である。)
[7]さらに、低応力剤(D)を含む[1]ないし[6]のいずれか1項に記載の半導体封止用液状樹脂組成物、
[8]低応力剤(D)として、エポキシ化ポリブタジエンを含む[1]ないし[7]のいずれか1項に記載の半導体封止用液状樹脂組成物、
[9]電子部品と電子部品搭載用基板とを含み、電子部品と電子部品搭載用基板との間に間隙を有する半導体装置であって、電子部品と電子部品搭載用基板との間隙が、[1]ないし[8]のいずれか1項に記載の半導体封止用液状樹脂組成物の硬化物によって、充填接合させてなることを特徴とする半導体装置、
である。
Figure 2013163747
(In General Formula (3), R5 and R6 are each independently a hydrogen atom or a hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms, m5 is an integer of 0 to 3, and n3 is an integer of 0 to 10. (It is an integer.)
[7] The liquid resin composition for semiconductor encapsulation according to any one of [1] to [6], further comprising a low stress agent (D),
[8] The liquid resin composition for semiconductor encapsulation according to any one of [1] to [7], comprising epoxidized polybutadiene as the low stress agent (D),
[9] A semiconductor device including an electronic component and an electronic component mounting substrate, and having a gap between the electronic component and the electronic component mounting substrate, wherein the gap between the electronic component and the electronic component mounting substrate is [ 1] to [8], a semiconductor device characterized by being filled and bonded with a cured product of the liquid resin composition for sealing a semiconductor according to any one of
It is.

本発明によれば、流動性、破壊靭性値、弾性率のバランスに優れる半導体封止用液状樹脂組成物及びこれを用いた温度サイクル試験時の接続信頼性が高い耐リフロー性に優れた半導体装置を得ることが可能となる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the liquid resin composition for semiconductor sealing which is excellent in balance of fluidity | liquidity, fracture toughness value, and elastic modulus, and the semiconductor device excellent in reflow resistance with high connection reliability at the time of a temperature cycle test using the same Can be obtained.

本発明は、エポキシ樹脂(A)、アミン系硬化剤(B)、及び、無機充填剤(C)を含む半導体封止用液状樹脂組成物であって、エポキシ樹脂(A)が、25℃で液状であるエポキシ樹脂(A1)及び芳香族グリシジルアミン型エポキシ樹脂(A2)を含み、無機充填剤(C)の含有量が30重量%以上75重量%以下であり、半導体封止用液状樹脂組成物の硬化物の破壊靭性値が2.0MPa・m^0.5以上3.5MPa・m^0.5以下であることを特徴とする。また、本発明の半導体装置は、電子部品と電子部品搭載用基板とを含み、電子部品と電子部品搭載用基板との間に間隙を有する半導体装置であって、電子部品と電子部品搭載用基板との間隙が、半導体封止用液状樹脂組成物の硬化物によって、充填接合させてなることを特徴とする。以下、本発明について、詳細に説明する。   This invention is the liquid resin composition for semiconductor sealing containing an epoxy resin (A), an amine type hardening | curing agent (B), and an inorganic filler (C), Comprising: An epoxy resin (A) is 25 degreeC. A liquid resin composition for encapsulating a semiconductor, comprising a liquid epoxy resin (A1) and an aromatic glycidylamine type epoxy resin (A2), wherein the content of the inorganic filler (C) is 30 wt% to 75 wt% The fracture toughness value of the cured product is 2.0 MPa · m ^ 0.5 or more and 3.5 MPa · m ^ 0.5 or less. According to another aspect of the present invention, there is provided a semiconductor device including an electronic component and an electronic component mounting substrate, wherein the electronic component and the electronic component mounting substrate have a gap between the electronic component and the electronic component mounting substrate. The gap is filled and bonded with a cured product of the liquid resin composition for semiconductor encapsulation. Hereinafter, the present invention will be described in detail.

本発明の半導体封止用液状樹脂組成物では、エポキシ樹脂(A)として、25℃で液状であるエポキシ樹脂(A1)及び芳香族グリシジルアミン型エポキシ樹脂(A2)を用いる。   In the liquid resin composition for semiconductor encapsulation of the present invention, an epoxy resin (A1) and an aromatic glycidylamine type epoxy resin (A2) that are liquid at 25 ° C. are used as the epoxy resin (A).

本発明に用いられる25℃で液状であるエポキシ樹脂(A1)としては、例えば、ビスフェノールA型エポキシ樹脂及びそれらの水添物、ビスフェノールF型エポキシ樹脂及びそれらの水添物、ビスフェノールS型エポキシ樹脂、ビスフェノールAD型エポキシ樹脂、エチレングリコールジグリシジルエーテル、1,6−ヘキサンジオールジグリシジルエ
ーテル、1,4−ブタンジオールジグリシジルエーテル、1,4−シクロヘキサンジメタノールジグリシジルエーテル、トリメチロールプロパンジグリシジルエーテル、ポリプロピレングリコールジグリシジルエーテル、ヒドロキノンジグリシジルエーテル、ter−ブチル−ヒドロキノンジグリシジルエーテル、ter−ブチル−フェニルジグリシジルエーテル、レゾルシノールジグリシジルエーテル、3,3’,5,5’−テトラメチル−4,4’−ジヒドロキシビフェニルジグリシジルエーテル、4,4’−ジヒドロキシビフェニルジグリシジルエーテル、1,6−ジヒドロキシビフェニルジグリシジルエーテル等のジグリシジルエーテル型エポキシ樹脂、フロログリシジルトリグリシジルエーテル等のトリグリシジルエーテル型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、臭素系フェノールノボラック型エポキシ樹脂、ジアリルビスフェノールAジグリシジル型エポキシ樹脂などが挙げられる。
Examples of the epoxy resin (A1) that is liquid at 25 ° C. used in the present invention include bisphenol A type epoxy resins and hydrogenated products thereof, bisphenol F type epoxy resins and hydrogenated products thereof, and bisphenol S type epoxy resins. Bisphenol AD epoxy resin, ethylene glycol diglycidyl ether, 1,6-hexanediol diglycidyl ether, 1,4-butanediol diglycidyl ether, 1,4-cyclohexanedimethanol diglycidyl ether, trimethylolpropane diglycidyl ether , Polypropylene glycol diglycidyl ether, hydroquinone diglycidyl ether, ter-butyl-hydroquinone diglycidyl ether, ter-butyl-phenyl diglycidyl ether, resorcinol diglycol Diethers such as dil ether, 3,3 ′, 5,5′-tetramethyl-4,4′-dihydroxybiphenyl diglycidyl ether, 4,4′-dihydroxybiphenyl diglycidyl ether, 1,6-dihydroxybiphenyl diglycidyl ether, etc. Examples thereof include glycidyl ether type epoxy resins, triglycidyl ether type epoxy resins such as phloroglicidyl triglycidyl ether, phenol novolac type epoxy resins, bromine-based phenol novolac type epoxy resins, diallyl bisphenol A diglycidyl type epoxy resins and the like.

本発明では、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂が、反応性、耐熱性という観点から好ましく、ビスフェノールF型エポキシ樹脂が、更に流動性の観点からより好ましい。これらは単独でも2種以上混合して使用しても良い。さらに本発明の態様がアンダーフィル材として用いる半導体封止用液状樹脂組成物であるため、エポキシ樹脂として最終的に25℃で液状であればよく、25℃で固体のエポキシ樹脂であっても25℃で液状のエポキシ樹脂に溶解させ、結果的に液状の状態であればよい。   In the present invention, bisphenol A type epoxy resin and bisphenol F type epoxy resin are preferable from the viewpoint of reactivity and heat resistance, and bisphenol F type epoxy resin is more preferable from the viewpoint of fluidity. These may be used alone or in combination of two or more. Furthermore, since the aspect of the present invention is a liquid resin composition for semiconductor encapsulation used as an underfill material, it may be finally liquid at 25 ° C. as an epoxy resin, and even if it is a solid epoxy resin at 25 ° C. What is necessary is just to make it melt | dissolve in a liquid epoxy resin at 0 degreeC and, as a result, a liquid state.

25℃で液状であるエポキシ樹脂(A1)の樹脂粘度は、25℃における粘度が50mPa・s以上、15,000mPa・s以下であることが好ましく、1000mPa・s以上、3000mPa・s以下であることがより好ましい。粘度の下限値が上記の範囲内の場合、得られる半導体封止用液状樹脂組成物の硬化性が良好となる。一方、上限値が上記の範囲内の場合、得られる半導体封止用液状樹脂組成物の流動性が良好となる。   The resin viscosity of the epoxy resin (A1) that is liquid at 25 ° C. is preferably from 50 mPa · s to 15,000 mPa · s, and preferably from 1000 mPa · s to 3000 mPa · s at 25 ° C. Is more preferable. When the lower limit of the viscosity is within the above range, the resulting resin-sealing liquid resin composition has good curability. On the other hand, when the upper limit is in the above range, the fluidity of the obtained liquid resin composition for semiconductor encapsulation becomes good.

25℃で液状であるエポキシ樹脂(A1)のエポキシ基当量は、140g/eq以上、190g/eq以下あることが好ましく、150g/eq以上、170g/eq以下であることがより好ましい。エポキシ基当量が上記の範囲内の場合、得られる半導体封止用液状樹脂組成物は良好な反応性を有する。   The epoxy group equivalent of the epoxy resin (A1) which is liquid at 25 ° C. is preferably 140 g / eq or more and 190 g / eq or less, and more preferably 150 g / eq or more and 170 g / eq or less. When the epoxy group equivalent is within the above range, the obtained liquid resin composition for encapsulating a semiconductor has good reactivity.

本発明に用いられる芳香族グリシジルアミン型エポキシ樹脂(A2)は、窒素原子に結合したグリシジル基を有するエポキシ樹脂であり、さらに、分子内に少なくとも一つ以上の芳香族環を有する。芳香族グリシジルアミン型エポキシ樹脂(A2)としては、例えば、N,N−ジグリシジルアニリン、N,N−ジグリシジル−2−メチルベンゼンアミン、N,N−ジグリシジル−4−(グリシジルオキシ)アニリン、N,N−ジグリシジル−3−(グリシジルオキシ)アニリン、N,N−ジグリシジル−3−(グリシジルオキシ)−5−メチルアニリン、N,N−ジグリシジル−4−(グリシジルオキシ)−2−メチルアニリン、N,N,N’,N’−テトラグリシジル−1,3−ベンゼンジ(メタンアミン)、N,N,N’,N’−テトラグリシジル−1,4−ベンゼンジ(メタンアミン)、N,N,N’,N’−テトラグリシジルジフェニルメタンジアミン、4,4’−メチレンビス(N,N−ジグリシジルアニリン)、4,4’−メチレンビス(N,N−ジグリシジル−2−メチルアニリン)、4,4’−メチレンビス(N,N−ジグリシジル−3−メチルアニリン)、4,4’−[1,4−フェニレンビス(ジメチルメチレン)]ビス(N,N−ジグリシジルアニリン)、4,4’−[1,4−フェニレンビス(ジメチルメチレン)]ビス(N,N−ビスグリシジル−2,6−ジメチルアニリン)、4,4’−[(1,4−フェニレン)ビスオキシ]ビス(N,N−ジグリシジルアニリン)等が挙げられる。   The aromatic glycidylamine type epoxy resin (A2) used in the present invention is an epoxy resin having a glycidyl group bonded to a nitrogen atom, and further has at least one aromatic ring in the molecule. Examples of the aromatic glycidylamine type epoxy resin (A2) include N, N-diglycidylaniline, N, N-diglycidyl-2-methylbenzenamine, N, N-diglycidyl-4- (glycidyloxy) aniline, N , N-diglycidyl-3- (glycidyloxy) aniline, N, N-diglycidyl-3- (glycidyloxy) -5-methylaniline, N, N-diglycidyl-4- (glycidyloxy) -2-methylaniline, N , N, N ′, N′-tetraglycidyl-1,3-benzenedi (methanamine), N, N, N ′, N′-tetraglycidyl-1,4-benzenedi (methanamine), N, N, N ′, N′-tetraglycidyldiphenylmethanediamine, 4,4′-methylenebis (N, N-diglycidylaniline), 4,4′-me Renbis (N, N-diglycidyl-2-methylaniline), 4,4′-methylenebis (N, N-diglycidyl-3-methylaniline), 4,4 ′-[1,4-phenylenebis (dimethylmethylene)] Bis (N, N-diglycidylaniline), 4,4 ′-[1,4-phenylenebis (dimethylmethylene)] bis (N, N-bisglycidyl-2,6-dimethylaniline), 4,4′- And [(1,4-phenylene) bisoxy] bis (N, N-diglycidylaniline).

本発明に用いられる芳香族グリシジルアミン型エポキシ樹脂(A2)としては、N,N−ジグリシジル−4−(グリシジルオキシ)アニリン、N,N−ジグリシジル−3−(グリシジルオキシ)アニリン、N,N−ジグリシジル−4−(グリシジルオキシ)−2−メ
チルアニリン、4,4’−メチレンビス(N,N−ジグリシジルアニリン)、4,4’−メチレンビス(N,N−ジグリシジル−2−メチルアニリン)、4,4’−メチレンビス(N,N−ジグリシジル−3−メチルアニリン)、4,4’−[1,4−フェニレンビス(ジメチルメチレン)]ビス(N,N−ジグリシジルアニリン)、4,4’−[1,4−フェニレンビス(ジメチルメチレン)]ビス(N,N−ビスグリシジル−2,6−ジメチルアニリン)から選ばれる1種以上を用いることが、耐熱性という観点から好ましく、4,4’−メチレンビス(N,N−ジグリシジルアニリン)、4,4’−メチレンビス(N,N−ジグリシジル−2−メチルアニリン)、4,4’−メチレンビス(N,N−ジグリシジル−3−メチルアニリン)、4,4’−[1,4−フェニレンビス(ジメチルメチレン)]ビス(N,N−ビスグリシジル−2,6−ジメチルアニリン)から選ばれる1種または2種以上を混合して用いることが、高靭性と高弾性率の両立という観点からより好ましい。これらは、1種類を単独で用いても、2種類以上を併用してもよいが、N,N−ジグリシジル−4−(グリシジルオキシ)アニリン、N,N−ジグリシジル−4−(グリシジルオキシ)−2−メチルアニリン、及びN,N−ジグリシジル−3−(グリシジルオキシ)アニリンから選ばれる1種または2種以上と4,4’−メチレンビス(N,N−ジグリシジルアニリン)、4,4’−メチレンビス(N,N−ジグリシジル−2−メチルアニリン)、4,4’−メチレンビス(N,N−ジグリシジル−3−メチルアニリン)、及び4,4’−[1,4−フェニレンビス(ジメチルメチレン)]ビス(N,N−ビスグリシジル−2,6−ジメチルアニリン)から選ばれる1種または2種以上を併用することが、耐熱性と高靭性と高弾性率の両立という観点からさらに好ましい。この場合、半導体封止用液状樹脂組成物の硬化物が高靭性、高弾性となり温度サイクル試験時にバンプ接合部及びフィレット部の剥離やクラックの発生を防ぎ、接続信頼性に優れた半導体装置が得られる。
As the aromatic glycidylamine type epoxy resin (A2) used in the present invention, N, N-diglycidyl-4- (glycidyloxy) aniline, N, N-diglycidyl-3- (glycidyloxy) aniline, N, N- Diglycidyl-4- (glycidyloxy) -2-methylaniline, 4,4′-methylenebis (N, N-diglycidylaniline), 4,4′-methylenebis (N, N-diglycidyl-2-methylaniline), 4 , 4′-methylenebis (N, N-diglycidyl-3-methylaniline), 4,4 ′-[1,4-phenylenebis (dimethylmethylene)] bis (N, N-diglycidylaniline), 4,4 ′ One or more selected from-[1,4-phenylenebis (dimethylmethylene)] bis (N, N-bisglycidyl-2,6-dimethylaniline) From the viewpoint of heat resistance, 4,4′-methylenebis (N, N-diglycidylaniline), 4,4′-methylenebis (N, N-diglycidyl-2-methylaniline), 4,4 ′ Selected from -methylenebis (N, N-diglycidyl-3-methylaniline), 4,4 '-[1,4-phenylenebis (dimethylmethylene)] bis (N, N-bisglycidyl-2,6-dimethylaniline) It is more preferable to use one kind or a mixture of two or more kinds from the viewpoint of achieving both high toughness and high elastic modulus. These may be used alone or in combination of two or more, but N, N-diglycidyl-4- (glycidyloxy) aniline, N, N-diglycidyl-4- (glycidyloxy)- One or two or more selected from 2-methylaniline and N, N-diglycidyl-3- (glycidyloxy) aniline, and 4,4′-methylenebis (N, N-diglycidylaniline), 4,4′- Methylene bis (N, N-diglycidyl-2-methylaniline), 4,4′-methylene bis (N, N-diglycidyl-3-methylaniline), and 4,4 ′-[1,4-phenylene bis (dimethylmethylene) The view that the combined use of one or more selected from bis (N, N-bisglycidyl-2,6-dimethylaniline) achieves both heat resistance, high toughness and high elastic modulus Further preferred from the point. In this case, the cured product of the liquid resin composition for semiconductor encapsulation has high toughness and high elasticity, and prevents the occurrence of peeling and cracking of the bump joints and fillets during the temperature cycle test, resulting in a semiconductor device having excellent connection reliability. It is done.

半導体封止用液状樹脂組成物中のエポキシ樹脂(A)の全体の配合割合は、半導体封止用液状樹脂組成物の全質量に対して、好ましくは10質量%以上50質量%以下であり、より好ましくは15質量%以上35質量%以下である。上記の範囲内の場合、得られる半導体封止用液状樹脂組成物は破壊靭性値を低下させることなく、良好な流動性をはかることができる。   The total compounding ratio of the epoxy resin (A) in the liquid resin composition for semiconductor encapsulation is preferably 10% by mass or more and 50% by mass or less with respect to the total mass of the liquid resin composition for semiconductor encapsulation, More preferably, it is 15 mass% or more and 35 mass% or less. When it is within the above range, the obtained liquid resin composition for semiconductor encapsulation can achieve good fluidity without lowering the fracture toughness value.

25℃で液状であるエポキシ樹脂(A1)と芳香族グリシジルアミン型エポキシ樹脂(A2)の重量比W(A1)/W(A2)は、1/9以上、7/1以下であることが好ましく、1/4以上、3/1以下であることがより好ましい。重量比W(A1)/W(A2)が上記の範囲内の場合、得られる半導体封止用液状樹脂組成物は破壊靭性値を低下させることなく、良好な耐熱性、流動性をはかることができる。   The weight ratio W (A1) / W (A2) of the epoxy resin (A1) that is liquid at 25 ° C. and the aromatic glycidylamine type epoxy resin (A2) is preferably 1/9 or more and 7/1 or less. More preferably, it is 1/4 or more and 3/1 or less. When the weight ratio W (A1) / W (A2) is within the above range, the obtained liquid resin composition for semiconductor encapsulation may exhibit good heat resistance and fluidity without reducing the fracture toughness value. it can.

本発明に用いられるアミン系硬化剤(B)としては、エポキシ樹脂中のエポキシ基と共有結合を形成することが可能な1級アミンまたは2級アミンを分子中に2個以上含むものであれば、特に分子量や構造は限定されるものではない。このようなアミン硬化剤としては、例えば、トリメチルヘキサメチレンジアミン、2−メチルペンタメチレンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、ジエチルアミノプロピルアミン、m−キシリレンジアミン等の脂肪族ポリアミン化合物、イソフォロンジアミン、1,3−ビスアミノメチルシクロヘキサン、ビス(4−アミノシクロヘキシル)メタン、ビス(4−アミノ−3−メチルシクロヘキシル)メタン、ノルボルネンジアミン、1,2−ジアミノシクロヘキサン等の脂環式ポリアミン、N−アミノエチルピペラジン、1,4−ビス(2−アミノ−2−メチルプロピル)ピペラジン等のピペラジン型のポリアミン、ジアミノジフェニルメタン、m−フェニレンジアミン、ジアミノジフェニルスルホン、ジエチルトルエンジアミン、トリメチレンビス(4−アミノベンゾエート)、ポリテトラメチレンオキシド−ジ−P−アミノベンゾエート、3,3’−ジメチル−4,4’−ジアミノジフェニルメタン、3,3’−ジエチル−4,4’−ジアミノジフェニ
ルメタン、3,3’,5,5’−テトラメチル−4,4’−ジアミノフェニルメタン、3,3’,5,5’−テトラエチル−4,4’−ジアミノフェニルメタン、4,4’−ビス[N−メチルアミノ]ジフェニルメタン、4,4'−ビス[N−エチルアミノ]ジフェニ
ルメタン、2,4−ジアミノトルエン、1,4−ジアミノベンゼン、1,3−ジアミノベンゼン、1−メチル−3,5−ジエチル−2,4−ジアミノベンゼン、1−メチル−3,5−ジエチル−2,6−ジアミノベンゼン、1,3,5−トリエチル−2,6−ジアミノベンゼン等の芳香族ポリアミン類が挙げられる。
As the amine-based curing agent (B) used in the present invention, as long as it contains two or more primary amines or secondary amines capable of forming a covalent bond with the epoxy group in the epoxy resin. In particular, the molecular weight and structure are not limited. Examples of such amine curing agents include aliphatic polyamine compounds such as trimethylhexamethylenediamine, 2-methylpentamethylenediamine, diethylenetriamine, triethylenetetramine, tetraethylenepentamine, diethylaminopropylamine, and m-xylylenediamine. Cycloaliphatic polyamines such as isophoronediamine, 1,3-bisaminomethylcyclohexane, bis (4-aminocyclohexyl) methane, bis (4-amino-3-methylcyclohexyl) methane, norbornenediamine, 1,2-diaminocyclohexane Piperazine type polyamines such as N-aminoethylpiperazine, 1,4-bis (2-amino-2-methylpropyl) piperazine, diaminodiphenylmethane, m-phenylenediamine, diaminodiphe Sulfone, diethyltoluenediamine, trimethylenebis (4-aminobenzoate), polytetramethylene oxide-di-P-aminobenzoate, 3,3′-dimethyl-4,4′-diaminodiphenylmethane, 3,3′-diethyl- 4,4′-diaminodiphenylmethane, 3,3 ′, 5,5′-tetramethyl-4,4′-diaminophenylmethane, 3,3 ′, 5,5′-tetraethyl-4,4′-diaminophenylmethane 4,4′-bis [N-methylamino] diphenylmethane, 4,4′-bis [N-ethylamino] diphenylmethane, 2,4-diaminotoluene, 1,4-diaminobenzene, 1,3-diaminobenzene, 1-methyl-3,5-diethyl-2,4-diaminobenzene, 1-methyl-3,5-diethyl-2,6-diaminobenzene, , Aromatic polyamines such as 3,5-triethyl-2,6-diaminobenzene and the like.

これらのアミン系硬化剤は、単独で用いても、2種以上配合して用いても良く、ジエチルトルエンジアミン、3,3’−ジエチル−4,4’−ジアミノジフェニルメタン、4,4'−ビス[N−メチルアミノ]ジフェニルメタンが、流動性、室温保存性の観点から好
ましく、3,3’−ジエチル−4,4’−ジアミノジフェニルメタン、4,4'−ビス[
N−メチルアミノ]ジフェニルメタンが、更に反応性の観点からより好ましい。さらに本発明の態様がアンダーフィル材として用いる半導体封止用液状樹脂組成物であるため、25℃で液状を呈するものがより好ましい。
These amine-based curing agents may be used alone or in combination of two or more, such as diethyltoluenediamine, 3,3′-diethyl-4,4′-diaminodiphenylmethane, 4,4′-bis. [N-methylamino] diphenylmethane is preferable from the viewpoints of fluidity and storage stability at room temperature, and 3,3′-diethyl-4,4′-diaminodiphenylmethane, 4,4′-bis [
N-methylamino] diphenylmethane is more preferable from the viewpoint of reactivity. Furthermore, since the aspect of this invention is a liquid resin composition for semiconductor sealing used as an underfill material, what exhibits a liquid state at 25 degreeC is more preferable.

なお、エポキシ樹脂(A)とアミン系硬化剤(B)とは、全エポキシ樹脂(A)のエポキシ基数(EP)と、全アミン系硬化剤(B)の活性水素基数(H)との当量比(EP)/(H)が、0.6以上、1.4以下となるように配合することが好ましく、0.7以上、1.3以下となるように配合することがより好ましい。当量比が上記範囲内であると、得られる半導体封止用液状樹脂組成物を成形する際、十分な硬化特性を得ることができる。   The epoxy resin (A) and the amine curing agent (B) are equivalent to the number of epoxy groups (EP) of the total epoxy resin (A) and the number of active hydrogen groups (H) of the total amine curing agent (B). It is preferable to mix | blend so that ratio (EP) / (H) may be 0.6 or more and 1.4 or less, and it is more preferable to mix | blend so that it may be 0.7 or more and 1.3 or less. When the equivalent ratio is within the above range, sufficient curing characteristics can be obtained when molding the obtained liquid resin composition for semiconductor encapsulation.

本発明に用いられる無機充填材(C)としては、一般に半導体封止材料に使用されているものを使用することができる。
例えば、タルク、焼成クレー、未焼成クレー、マイカ、ガラスなどのケイ酸塩、酸化チタン、アルミナ粉末、酸化マグネシウム、溶融シリカ(溶融球状シリカ、溶融破砕シリカ)、合成シリカ、結晶シリカなどのシリカ粉末などの酸化物、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、ハイドロタルサイトなどの炭酸塩、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム等の水酸化物、硫酸バリウム、硫酸カルシウム、亜硫酸カルシウム等の硫酸塩または亜硫酸塩、ホウ酸亜鉛、メタホウ酸バリウム、ホウ酸アルミニウム、ホウ酸カルシウム、ホウ酸ナトリウム等のホウ酸塩、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、窒化ケイ素等の窒化物等が挙げられ、これらは単独でも2種類以上併用して用いても差し支えない。これらの中でも半導体封止用液状樹脂組成物の耐熱性、耐湿性、強度などを向上できることから溶融シリカ、結晶シリカ、合成シリカ粉末が好ましい。前記無機充填材の形状は、特に限定されないが、粘度特性や流動特性の観点から形状は球状であることが好ましい。
As an inorganic filler (C) used for this invention, what is generally used for the semiconductor sealing material can be used.
For example, silicates such as talc, calcined clay, unfired clay, mica, glass, titanium oxide, alumina powder, magnesium oxide, fused silica (fused spherical silica, fused crushed silica), silica powder such as synthetic silica, crystalline silica Oxides such as, carbonates such as calcium carbonate, magnesium carbonate, hydrotalcite, hydroxides such as aluminum hydroxide, magnesium hydroxide, calcium hydroxide, sulfates or sulfites such as barium sulfate, calcium sulfate, calcium sulfite Examples include salts, borate salts such as zinc borate, barium metaborate, aluminum borate, calcium borate, and sodium borate, and nitrides such as aluminum nitride, boron nitride, and silicon nitride. It may be used in combination. Among these, fused silica, crystalline silica, and synthetic silica powder are preferable because the heat resistance, moisture resistance, strength, and the like of the liquid resin composition for semiconductor encapsulation can be improved. The shape of the inorganic filler is not particularly limited, but the shape is preferably spherical from the viewpoints of viscosity characteristics and flow characteristics.

本発明に用いられる無機充填材(C)の最大粒子径および平均粒子径は特に限定されないが、最大粒子径が10μm以下、かつ平均粒子径が0.1μm以上3μm以下であることが好ましい。前記最大粒子径を前記上限値以下とすることにより半導体封止用液状樹脂組成物が半導体装置へ流動する際に無機充填材の詰まりによる部分的な未充填や充填不良を抑制する効果が高くなる。また前記平均粒子径を前記下限値以上にすることにより、半導体封止用液状樹脂組成物の粘度が適度に低下し、充填性が向上する。
無機充填材(C)の平均粒径を測定する方法としては、例えばレーザー回折光散乱法によって求めた粒度分布から算術計算によって得られた数値などを用いることができる。また最大粒径を測定する方法としては、例えば湿式篩法によって所定サイズの目開きの篩いで篩った際の篩い上残渣の割合が0.1%以下となる粒径値などを用いることができる。
The maximum particle size and the average particle size of the inorganic filler (C) used in the present invention are not particularly limited, but it is preferable that the maximum particle size is 10 μm or less and the average particle size is 0.1 μm or more and 3 μm or less. By setting the maximum particle size to be equal to or less than the upper limit value, the effect of suppressing partial unfilling or poor filling due to clogging of the inorganic filler when the semiconductor sealing liquid resin composition flows to the semiconductor device is enhanced. . Moreover, by making the said average particle diameter more than the said lower limit, the viscosity of the liquid resin composition for semiconductor sealing falls moderately, and a filling property improves.
As a method for measuring the average particle size of the inorganic filler (C), for example, a numerical value obtained by arithmetic calculation from a particle size distribution obtained by a laser diffraction light scattering method can be used. In addition, as a method for measuring the maximum particle size, for example, a particle size value in which the ratio of the residue on the sieve when the sieve is sieved with a sieve having a predetermined size by a wet sieving method is 0.1% or less is used. it can.

半導体封止用液状樹脂組成物中の無機充填材(C)の全体の配合割合は、半導体封止用
液状樹脂組成物の全質量に対して、30質量%以上75質量%以下であり、好ましくは40質量%以上75質量%以下であり、より好ましくは50質量%以上70質量%以下である。無機充填材(C)の配合割合が上記の範囲内の場合、得られる半導体封止用液状樹脂組成物は破壊靭性値を低下させることなく、良好な流動性、フィラー分散性(耐沈降性)をはかることができる。
The total blending ratio of the inorganic filler (C) in the liquid resin composition for semiconductor encapsulation is 30% by mass or more and 75% by mass or less, preferably with respect to the total mass of the liquid resin composition for semiconductor encapsulation. Is 40 mass% or more and 75 mass% or less, More preferably, it is 50 mass% or more and 70 mass% or less. When the blending ratio of the inorganic filler (C) is within the above range, the obtained liquid resin composition for semiconductor encapsulation has good fluidity and filler dispersibility (precipitation resistance) without reducing the fracture toughness value. Can be measured.

本発明の半導体封止用液状樹脂組成物には、更に、低応力剤(D)を含むことができる。
低応力剤(D)は、半導体封止用液状樹脂組成物を高靭性化させるものであればよく、一般に半導体封止用材料に用いられるものを広く使用できる。例えば、エチレン・エチルアクリレート共重合樹脂、エチレン・酢酸ビニル共重合樹脂、ブタジエン−ニトリルゴム、ポリウレタン、アクリルゴム、アクリロニトリル−ブタジエンゴム、カルボキシル基末端アクリロニトリル−ブタジエンゴム、アミノ基末端アクリロニトリル−ブタジエンゴム、ビニル基末端アクリロニトリル−ブタジエンゴム、シリコーンゴム、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブタジエン、エポキシ化ポリブタジエン、シリコーンゴム、オレフィン系共重合体、ニトリルゴムやその変性物などが挙げられる。これらの低応力剤は、単独で用いても、2種以上を配合して用いても良く、エポキシ化ポリブタジエンが、流動性、高靭性化の観点から好ましい。また、半導体封止用液状樹脂組成物中の低応力剤(D)の全体の配合割合は、半導体封止用液状樹脂組成物の全質量に対して、0.3〜5重量%であることが好ましく、0.5〜3重量%がより好ましい。低応力剤(D)の配合割合が上記範囲内であると、得られる半導体封止用液状樹脂組成物の硬化物は弾性率を低下させることなく、良好な流動性、高靭性化をはかることができる。
The liquid resin composition for semiconductor encapsulation of the present invention can further contain a low stress agent (D).
The low stress agent (D) is not particularly limited as long as it makes the liquid resin composition for semiconductor encapsulation high toughness, and those generally used for semiconductor sealing materials can be widely used. For example, ethylene / ethyl acrylate copolymer resin, ethylene / vinyl acetate copolymer resin, butadiene-nitrile rubber, polyurethane, acrylic rubber, acrylonitrile-butadiene rubber, carboxyl group terminal acrylonitrile-butadiene rubber, amino group terminal acrylonitrile-butadiene rubber, vinyl Examples thereof include base terminal acrylonitrile-butadiene rubber, silicone rubber, polyethylene, polypropylene, polybutadiene, epoxidized polybutadiene, silicone rubber, olefin copolymer, nitrile rubber and modified products thereof. These low stress agents may be used alone or in combination of two or more, and epoxidized polybutadiene is preferred from the viewpoint of fluidity and toughness. Moreover, the whole compounding ratio of the low stress agent (D) in the liquid resin composition for semiconductor encapsulation is 0.3 to 5% by weight with respect to the total mass of the liquid resin composition for semiconductor encapsulation. Is preferable, and 0.5 to 3 weight% is more preferable. When the blending ratio of the low-stress agent (D) is within the above range, the cured product of the obtained liquid resin composition for semiconductor encapsulation can achieve good fluidity and high toughness without reducing the elastic modulus. Can do.

本発明の半導体封止用液状樹脂組成物には、上記以外のその他の成分として、必要に応じて希釈剤、カーボンブラック、ベンガラ、酸化チタンなどの着色剤、レベリング剤、消泡剤、カップリング剤、難燃剤等の添加剤を用いることができる。   In the liquid resin composition for semiconductor encapsulation of the present invention, as other components other than the above, if necessary, a colorant such as a diluent, carbon black, bengara, titanium oxide, a leveling agent, an antifoaming agent, a coupling Additives such as additives and flame retardants can be used.

本発明の半導体封止用液状樹脂組成物の製造方法としては、各成分、添加剤等をプラネタリーミキサー、三本ロール、二本熱ロール、ライカイ機等の装置を用いて分散混練したのち、真空下で脱泡処理する方法が例示される。このようにして得られた半導体封止用液状樹脂組成物をアンダーフィル材として用いる為の粘度は、25℃で300Pa・s以下が好ましく、200Pa・s以下がより好ましい。   As a method for producing a liquid resin composition for semiconductor encapsulation of the present invention, each component, additive, and the like are dispersed and kneaded using an apparatus such as a planetary mixer, three rolls, two heat rolls, and a laika machine, A method for defoaming under vacuum is exemplified. The viscosity for using the thus obtained semiconductor resin-sealing liquid resin composition as an underfill material is preferably 300 Pa · s or less, more preferably 200 Pa · s or less at 25 ° C.

半導体封止用液状樹脂組成物の硬化方法としては、オーブンキュア、インラインキュア等が例示される。半導体封止用液状樹脂組成物の硬化条件は、100〜180℃で、1時間以上硬化させることが好ましい。   Examples of the curing method of the semiconductor sealing liquid resin composition include oven curing and in-line curing. The curing condition of the liquid resin composition for semiconductor encapsulation is preferably 100 to 180 ° C. and cured for 1 hour or more.

本発明の半導体封止用液状樹脂組成物の硬化物の破壊靭性値は2.0MPa・m^0.5以上3.5MPa・m^0.5以下であり、より好ましくは、2.5MPa・m^0.5以上3.5MPa・m^0.5以下である。この範囲を満たす場合、高靭性により温度サイクル試験時にフィレット部の剥離やクラックの発生を防ぎ、接続信頼性に優れた半導体装置が得られる。
本発明の半導体封止用液状樹脂組成物の硬化物の破壊靭性値は、エポキシ樹脂の構造及び官能基数、アミン系硬化剤の構造、及び、充填材配合量を適宜選択することにより、2.0以上3.5以下とすることができる。
The fracture toughness value of the cured product of the liquid resin composition for semiconductor encapsulation of the present invention is 2.0 MPa · m ^ 0.5 or more and 3.5 MPa · m ^ 0.5 or less, more preferably 2.5 MPa · m ^ 0.5 or more and 3.5 MPa · m ^ 0.5 or less. When this range is satisfied, the semiconductor device excellent in connection reliability can be obtained by preventing the peeling of the fillet part and the occurrence of cracks during the temperature cycle test due to high toughness.
The fracture toughness value of the cured product of the liquid resin composition for semiconductor encapsulation of the present invention can be determined by appropriately selecting the structure and the number of functional groups of the epoxy resin, the structure of the amine curing agent, and the amount of filler. It can be 0 or more and 3.5 or less.

本発明の半導体封止用液状樹脂組成物の硬化物の動的粘弾性測定装置において測定した240℃での弾性率は120MPa以上であり、120MPa以上500MPa以下がより好ましく、150MPa以上500MPa以下がさらに好ましい。この範囲の満たす場合、半導体封止用液状樹脂組成物の硬化物が高弾性となり温度サイクル試験時にバンプ接
合部の剥離やクラックの発生を防ぎ、接続信頼性に優れた半導体装置が得られる。
本発明の半導体封止用液状樹脂組成物の硬化物の動的粘弾性測定装置において測定した240℃での弾性率は、エポキシ樹脂の構造及び官能基数、アミン系硬化剤の構造、及び、充填材配合量を適宜選択することにより、120MPa以上とすることができる。
The elastic modulus at 240 ° C. measured by the dynamic viscoelasticity measuring apparatus for the cured product of the liquid resin composition for semiconductor encapsulation of the present invention is 120 MPa or more, more preferably 120 MPa or more and 500 MPa or less, and further 150 MPa or more and 500 MPa or less. preferable. When this range is satisfied, the cured product of the liquid resin composition for semiconductor encapsulation becomes highly elastic, and the semiconductor device having excellent connection reliability can be obtained by preventing the peeling of the bump joint and cracking during the temperature cycle test.
The elastic modulus at 240 ° C. measured with the dynamic viscoelasticity measuring apparatus of the cured product of the liquid resin composition for semiconductor encapsulation of the present invention is the structure and the number of functional groups of the epoxy resin, the structure of the amine curing agent, and the filling. By appropriately selecting the material blending amount, it can be set to 120 MPa or more.

本発明の半導体封止用液状樹脂組成物の硬化物の動的粘弾性測定装置において測定したガラス転移温度は120℃以上150℃以下であることが好ましく、130℃以上150℃以下がより好ましい。この範囲の満たす場合、温度サイクル試験時にバンプ接合部の剥離やクラックの発生を防ぎ、接続信頼性に優れた半導体装置が得られる。
本発明の半導体封止用液状樹脂組成物の硬化物の動的粘弾性測定装置において測定したガラス転移温度は、エポキシ樹脂の構造及び官能基数、アミン系硬化剤の構造、及び、充填材配合量を適宜選択することにより、120℃以上150℃以下とすることができる。
It is preferable that the glass transition temperature measured in the dynamic viscoelasticity measuring apparatus of the hardened | cured material of the liquid resin composition for semiconductor sealing of this invention is 120 to 150 degreeC, and 130 to 150 degreeC is more preferable. When this range is satisfied, a semiconductor device having excellent connection reliability can be obtained by preventing peeling of the bump joint and cracking during the temperature cycle test.
The glass transition temperature measured in the dynamic viscoelasticity measuring device of the cured product of the liquid resin composition for semiconductor encapsulation of the present invention is the structure and the number of functional groups of the epoxy resin, the structure of the amine curing agent, and the amount of fillers Can be appropriately set to 120 ° C. or higher and 150 ° C. or lower.

本発明の半導体装置は、電子部品と電子部品搭載用基板を含み、電子部品と電子部品搭載用基板とを導電性のバンプまたはワイヤーによって電気的に接続、接合されたもので、電子部品、電子部品搭載用基板、電気接合部の全て、または電気接合部と電子部品、電子部品搭載用基板の一部が本発明の半導体封止用液状樹脂組成物で封止、保護、包埋される形態であれば特に限定はない。本発明の半導体封止用液状樹脂組成物の使用方法は特に限定はないが、ポッティング、印刷、毛細管現象を用いて塗布を行い、加熱硬化させる方法が一般的である。このような半導体装置にはフリップチップ方式の半導体パッケージ、
キャビティーダウン型BGA、TAB(Tate Automated Bonding)型BGA、CSP、液晶やLED発光体素子などの表示素子周辺のドライバーチップなどがある。
The semiconductor device according to the present invention includes an electronic component and an electronic component mounting substrate, and the electronic component and the electronic component mounting substrate are electrically connected and joined by conductive bumps or wires. A form in which the substrate for mounting components, all of the electrical joints, or part of the electrical joint and the electronic components, part of the substrate for mounting electronic components are sealed, protected, and embedded with the liquid resin composition for semiconductor encapsulation of the present invention If there is no particular limitation. Although the usage method of the liquid resin composition for semiconductor encapsulation of this invention is not specifically limited, The method of apply | coating using potting, printing, and a capillary phenomenon, and heat-curing is common. Such semiconductor devices include flip chip semiconductor packages,
There are a cavity down type BGA, a TAB (Tate Automated Bonding) type BGA, a CSP, and a driver chip around a display element such as a liquid crystal or LED light emitting element.

本発明の半導体封止用液状樹脂組成物の最も好適な用途は、フリップチップ型半導体パッケージである。フリップチップ半導体パッケージとは、電子部品と電子部品搭載用基板とを半田バンプを介して電気接続されたものである。半田バンプは、錫、鉛、銀、銅、ビスマスなどを含む合金で構成されることが多く、電気接続の方法としては、フリップチップボンダーなどを用いて電子部品搭載用基板上の金属パッドと電子部品上の半田バンプの位置合わせを行った後、IRリフロー装置、熱板、その他加熱装置を用いて半田バンプを融点以上に加熱し、電子部品搭載用基板上の金属パッドと半田バンプとが溶融接合によりなされる。このとき、電子部品搭載用基板上の金属パッド部には半田ペーストや比較的融点の低い半田層を形成しておいても良い。電気接続のなされた半導体装置は電子部品と電子部品搭載用基板の平行な隙間に金属バンプが柱状に存在するような形態となる。
本発明の半導体封止用液状樹脂組成物の使用方法は、電子部品と電子部品搭載用基板との平行な隙間に本発明の半導体封止用液状樹脂組成物を毛細管現象や圧力差などを利用して流動、注入充填させた後に硬化することによって封止する方法、予め電子部品搭載用基板または電子部品に印刷やドローイングなどにより半導体封止用液状樹脂組成物を塗布し、相対する電子部品または電子部品搭載用基を接合し、半田バンプの融点以上に加熱することにより、電気接続と樹脂の硬化とを一括して行う方法とがあるが、いずれの方法を用いても良い。
The most suitable use of the liquid resin composition for semiconductor encapsulation of the present invention is a flip chip type semiconductor package. A flip-chip semiconductor package is an electronic component and an electronic component mounting board that are electrically connected via solder bumps. Solder bumps are often made of an alloy containing tin, lead, silver, copper, bismuth, etc. As a method of electrical connection, a flip chip bonder or the like is used to connect metal pads and electronic components on an electronic component mounting board. After aligning the solder bumps on the component, the solder bumps are heated to the melting point or higher by using an IR reflow device, hot plate, or other heating device, and the metal pads and solder bumps on the electronic component mounting board are melted. Made by joining. At this time, a solder paste or a solder layer having a relatively low melting point may be formed on the metal pad portion on the electronic component mounting substrate. The electrically connected semiconductor device has a form in which metal bumps exist in a columnar shape in a parallel gap between the electronic component and the electronic component mounting substrate.
The method of using the liquid resin composition for semiconductor encapsulation of the present invention utilizes the capillary resin or pressure difference of the liquid resin composition for semiconductor encapsulation of the present invention in the parallel gap between the electronic component and the substrate for mounting the electronic component. Then, a method of sealing by flowing, filling and filling, and then sealing, applying a liquid resin composition for semiconductor sealing to the electronic component mounting substrate or electronic component by printing or drawing in advance, There is a method in which the electronic component mounting base is joined and heated to the melting point of the solder bump or higher to perform electrical connection and resin curing in a lump, but any method may be used.

以下、実施例を用いて本発明を詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例の記載に何ら限定されるものではない。以下に記載の各成分の配合量は、特に記載しない限り、質量部とする。
実施例又は比較例で使用した材料は以下の通りである。
EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated in detail using an Example, this invention is not limited to description of these Examples at all. Unless otherwise specified, the amount of each component described below is part by mass.
The materials used in the examples or comparative examples are as follows.

エポキシ樹脂1:ビスフェノールF型エポキシ樹脂(新日鐵化学(株)製、YDF−8170、エポキシ当量160g/eq)
エポキシ樹脂2:ビスフェノールA型エポキシ樹脂(新日鐵化学(株)製、YD−8125、エポキシ当量172g/eq)
エポキシ樹脂3:式(4)で表わされるエポキシ樹脂(4,4’−メチレンビス(N,N−ジグリシジルアニリン)、三菱化学(株)製、JER604、エポキシ当量106g/eq)
Epoxy resin 1: bisphenol F type epoxy resin (manufactured by Nippon Steel Chemical Co., Ltd., YDF-8170, epoxy equivalent 160 g / eq)
Epoxy resin 2: bisphenol A type epoxy resin (manufactured by Nippon Steel Chemical Co., Ltd., YD-8125, epoxy equivalent 172 g / eq)
Epoxy resin 3: Epoxy resin represented by formula (4) (4,4′-methylenebis (N, N-diglycidylaniline), manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation, JER604, epoxy equivalent 106 g / eq)

Figure 2013163747
Figure 2013163747

エポキシ樹脂4:式(5)で表わされるエポキシ樹脂(4,4’−[1,4−フェニレンビス(ジメチルメチレン)]ビス(N,N−ビスグリシジル−2,6−ジメチルアニリン)、SHELL CHEMICAL(USA)製、HPT1072、エポキシ当量15
7g/eq)
Epoxy resin 4: Epoxy resin represented by formula (5) (4,4 ′-[1,4-phenylenebis (dimethylmethylene)] bis (N, N-bisglycidyl-2,6-dimethylaniline), SHELL CHEMICAL (USA), HPT1072, epoxy equivalent 15
7g / eq)

Figure 2013163747
Figure 2013163747

エポキシ樹脂5:式(6)で表わされるエポキシ樹脂(N,N−ジグリシジル−4−(グリシジルオキシ)アニリン、三菱化学(株)製、JER630、エポキシ当量98g/eq)   Epoxy resin 5: Epoxy resin represented by formula (6) (N, N-diglycidyl-4- (glycidyloxy) aniline, manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation, JER630, epoxy equivalent 98 g / eq)

Figure 2013163747
Figure 2013163747

アミン系硬化剤1:式(3)において、R5がジエチル基、R6が水素原子、n3の平均が1.2で表わされる3,3’−ジエチル−4,4’−ジアミノジフェニルメタン(日
本化薬(株)製、カヤハードAA、アミン当量63.5g/eq)
アミン系硬化剤2:式(3)において、R5が水素原子、R6がメチル基、n3の平均が1.6で表わされる4,4'−ビス[N−メチルアミノ]ジフェニルメタン(三洋化成
工業(株)製、T−12、アミン当量:116g/eq)
アミン系硬化剤3:ジエチルトルエンジアミン(三菱化学(株)製、JERキュアW、アミン当量47.5g/eq)
Amine-based curing agent 1: 3,3′-diethyl-4,4′-diaminodiphenylmethane (Nippon Kayaku Co., Ltd.) in which R5 is a diethyl group, R6 is a hydrogen atom, and the average of n3 is 1.2 in formula (3) Kayahard AA, amine equivalent 63.5 g / eq)
Amine-based curing agent 2: 4,5′-bis [N-methylamino] diphenylmethane (Sanyo Kasei Kogyo Co., Ltd.) in which R5 is a hydrogen atom, R6 is a methyl group, and the average of n3 is 1.6 in formula (3) Co., Ltd., T-12, amine equivalent: 116 g / eq)
Amine-based curing agent 3: diethyltoluenediamine (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation, JER Cure W, amine equivalent 47.5 g / eq)

硬化促進剤:2-フェニル-4-メチルイミダゾール(四国化成工業(株)製、キュアゾ
ール2P4MZ)
低応力剤:エポキシ化ポリブタジエン((株)ADEKA製、BF−1000)
着色剤:カーボンブラック(三菱化学(株)製、MA600)
希釈剤:エチレングリコールモノ−ノルマル−ブチルエーテルアセタート(東京化成工業(株)製、BCSA)
カップリング剤:γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン(信越化学工業(株)製、KBM−403)
無機充填材1:合成球状シリカ((株)アドマテックス製、SO−E2、平均粒径0.5μm)
無機充填材2:合成球状シリカ((株)アドマテックス製、SO−E5、平均粒径1.5μm)
Curing accelerator: 2-phenyl-4-methylimidazole (manufactured by Shikoku Kasei Kogyo Co., Ltd., Curesol 2P4MZ)
Low stress agent: Epoxidized polybutadiene (manufactured by ADEKA, BF-1000)
Colorant: Carbon black (Mitsubishi Chemical Corporation MA600)
Diluent: ethylene glycol mono-normal-butyl ether acetate (Tokyo Chemical Industry Co., Ltd., BCSA)
Coupling agent: γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., KBM-403)
Inorganic filler 1: synthetic spherical silica (manufactured by Admatechs, SO-E2, average particle size 0.5 μm)
Inorganic filler 2: Synthetic spherical silica (manufactured by Admatechs, SO-E5, average particle size 1.5 μm)

(実施例1)
以下の成分をプラネタリーミキサーと3本ロールを用いて混合し、真空脱泡処理することにより半導体封止用液状樹脂組成物を得た。
エポキシ樹脂1 25.0質量部
エポキシ樹脂2 75.0質量部
アミン系硬化剤1 49.7質量部
低応力剤 5.0質量部
着色剤 0.1質量部
希釈剤 2.0質量部
カップリング剤 5.0質量部
無機充填材1 150.2質量部
無機充填材2 150.2質量部
得られた半導体封止用液状樹脂組成物を、以下の項目について評価した。評価結果を表1に示す。
Example 1
The following components were mixed using a planetary mixer and three rolls, and vacuum defoamed to obtain a liquid resin composition for semiconductor encapsulation.
Epoxy resin 1 25.0 parts by mass Epoxy resin 2 75.0 parts by mass Amine-based curing agent 1 49.7 parts by mass Low stress agent 5.0 parts by mass Colorant 0.1 part by mass Diluent 2.0 parts by mass Coupling Agent 5.0 parts by mass Inorganic filler 1 150.2 parts by mass Inorganic filler 2 150.2 parts by mass The obtained liquid resin composition for semiconductor encapsulation was evaluated for the following items. The evaluation results are shown in Table 1.

・初期粘度:東機産業(株)製TVE型粘度計/機種名TVE−33を用いて、25℃、5rpmの条件で測定を行った。単位はPa・sである。   Initial viscosity: Measured using a TVE viscometer / model name TVE-33 manufactured by Toki Sangyo Co., Ltd. under conditions of 25 ° C. and 5 rpm. The unit is Pa · s.

・破壊靭性値:ASTM D5045−91で規格されているKIc法に準拠して測定を行った。半導体封止用液状樹脂組成物を長さ90mm、高さ14mm、厚み7mmの大きさで長さ方向中央部に深さ6mmのノッチを施し、150℃×2時間で硬化した。更に硬化物のノッチ先端部分に深さ1mmの傷を剃刀で施し、(株)オリエンテック社製UCT−5T型テンシロンを用いて測定温度25℃、速度2mm/分、支点間距離58mmで3点曲げ試験を行い、破壊靭性値(K1c)を算出した。単位はMPa・m^0.5である。   Fracture toughness value: Measured according to the KIc method standardized by ASTM D5045-91. The liquid resin composition for semiconductor encapsulation was 90 mm long, 14 mm high, and 7 mm thick, with a notch with a depth of 6 mm in the center in the length direction, and cured at 150 ° C. for 2 hours. Further, a 1 mm deep scratch was made on the notch tip of the cured product with a razor, and 3 points were measured using a UCT-5T type Tensilon manufactured by Orientec Co., Ltd. at a measurement temperature of 25 ° C., a speed of 2 mm / min, and a fulcrum distance of 58 mm. A bending test was performed to calculate the fracture toughness value (K1c). The unit is MPa · m ^ 0.5.

・ガラス転移温度:半導体封止用液状樹脂組成物を150℃×2時間で硬化後、切削により10×50×1mmの試験片を得た。この試験片を動的粘弾性測定装置(セイコーインスツルメンツ(株)製、DMS6100)を用いて、引っ張り法、周波数10Hz、昇温速度5℃/min、測定温度領域20℃〜300℃の条件でtanδを算出し、tan
δのピークが発現する温度をガラス転移温度とした。単位は℃である。
-Glass transition temperature: After hardening the liquid resin composition for semiconductor sealing at 150 degreeC x 2 hours, the test piece of 10x50x1mm was obtained by cutting. Using the dynamic viscoelasticity measuring device (Seiko Instruments Co., Ltd., DMS6100), this test piece was tan δ under the conditions of a tensile method, a frequency of 10 Hz, a heating rate of 5 ° C./min, and a measurement temperature region of 20 ° C. to 300 ° C. Tan
The temperature at which the peak of δ appears was defined as the glass transition temperature. The unit is ° C.

・弾性率:半導体封止用液状樹脂組成物を150℃×2時間で硬化後、切削により10×50×1mmの試験片を得た。この試験片を動的粘弾性測定装置(セイコーインスツルメンツ(株)製、DMS6100)を用いて、引っ張り法、周波数10Hz、昇温速度5℃/min、測定温度領域20℃〜300℃の条件で測定を行い、240℃での貯蔵弾性率を読み取った。単位はMPaである。   -Elastic modulus: After hardening the liquid resin composition for semiconductor sealing at 150 degreeC x 2 hours, the test piece of 10x50x1mm was obtained by cutting. This test piece was measured using a dynamic viscoelasticity measuring apparatus (Seiko Instruments Co., Ltd., DMS6100) under the conditions of a tensile method, a frequency of 10 Hz, a temperature increase rate of 5 ° C./min, and a measurement temperature region of 20 ° C. to 300 ° C. And the storage elastic modulus at 240 ° C. was read. The unit is MPa.

半導体封止用液状樹脂組成物を半田バンプで接合された回路基板と半導体チップとの隙間に流動、封止し半導体装置を作製し、以下の項目について評価した。
評価に使用した半導体装置の構成部材は以下のとおりである。半導体チップとしては、日立超LSI社製PHASE−2TEGウエハーに半導体チップの回路保護膜としてポリイミドを用い、半田バンプとしてSn/Ag/Cu組成の無鉛半田を形成したものを15mm×15mm×0.8mmtに切断し使用した。
回路基板には、住友ベークライト(株)製FR5相当の0.4mmtのガラスエポキシ基板をベースとして用い、その両面に太陽インキ製造(株)製ソルダーレジストPSR4000/AUS308を形成し、片面に上記の半田バンプ配列に相当する金メッキパッドを形成したものを50mm×50mmの大きさに切断し使用した。
接続用のフラックスにはTSF−6502(Kester製、ロジン系フラックス)を使用した。
A semiconductor device was produced by flowing and sealing a liquid resin composition for semiconductor encapsulation into a gap between a circuit board and a semiconductor chip joined by solder bumps, and the following items were evaluated.
The components of the semiconductor device used for the evaluation are as follows. The semiconductor chip is a 15 mm x 15 mm x 0.8 mmt formed by using lead as a solder bump and a Sn / Ag / Cu composition as a solder bump on a PHASE-2TEG wafer manufactured by Hitachi VLSI. Cut and used.
As a circuit board, a 0.4 mmt glass epoxy board equivalent to FR5 manufactured by Sumitomo Bakelite Co., Ltd. is used as a base, and a solder resist PSR4000 / AUS308 manufactured by Taiyo Ink Mfg. Co., Ltd. is formed on both sides, and the above solder is used on one side. A gold-plated pad corresponding to the bump arrangement was cut into a size of 50 mm × 50 mm and used.
TSF-6502 (manufactured by Kester, rosin flux) was used as a flux for connection.

半導体装置の組立は、まず充分平滑な金属またはガラス板にドクターブレードを用いてフラックスを50μm厚程度に均一塗布し、次にフリップチップボンダーを用いてフラックス膜に半田バンプが搭載された半導体チップの半田バンプ搭載面側を軽く接触させたのちに離し、半田バンプにフラックスを転写させた。次に半導体チップの半田バンプと回路基板のパッドを位置合わせしたのち、半導体チップを回路基板上に圧着させた。次にIRリフロー処理(ピーク温度260℃)を行い、半田バンプを溶融接合して作製した。溶融接合後に洗浄液を用いて洗浄を実施した。液状樹脂組成物の充填、封止方法は、作製した半導体装置を110℃の熱板上で加熱し、半導体チップの一辺に調製した液状樹脂組成物を塗布し隙間充填させた後、150℃のオーブンで120分間液状樹脂組成物を加熱硬化し、評価試験用の半導体装置を得た。   In assembling the semiconductor device, a flux is uniformly applied to a sufficiently smooth metal or glass plate using a doctor blade to a thickness of about 50 μm, and then a flip chip bonder is used to form a semiconductor chip having solder bumps mounted on the flux film. The solder bump mounting surface side was lightly contacted and then released to transfer the flux to the solder bump. Next, after aligning the solder bumps of the semiconductor chip and the pads of the circuit board, the semiconductor chip was pressed onto the circuit board. Next, IR reflow treatment (peak temperature 260 ° C.) was performed, and solder bumps were melted and produced. Cleaning was performed using a cleaning liquid after the melt bonding. The filling and sealing method of the liquid resin composition was carried out by heating the prepared semiconductor device on a hot plate at 110 ° C., applying the prepared liquid resin composition on one side of the semiconductor chip, filling the gap, and then filling the gap at 150 ° C. The liquid resin composition was heated and cured in an oven for 120 minutes to obtain a semiconductor device for evaluation test.

・流動時間:上記半導体装置の組立において、作製した半導体装置を110℃の熱板上で加熱し、半導体チップの一辺に調製した液状樹脂組成物を塗布する際に、隙間が充填し終わるまでの時間を測定し、流動時間とした。単位は秒である。   -Flow time: When assembling the semiconductor device, the manufactured semiconductor device is heated on a hot plate at 110 ° C., and the liquid resin composition prepared on one side of the semiconductor chip is applied until the gap is completely filled. Time was measured and taken as flow time. The unit is seconds.

・耐リフロー性:上記の半導体装置をJEDECレベル3の吸湿処理(30℃相対湿度60%で168時間処理)を行った後、IRリフロー処理(ピーク温度260℃)を3回行った半導体装置20個について、超音波探傷装置にて半導体装置内部での液状樹脂組成物の剥離の有無を確認した。耐リフロー性の判断基準は、剥離が発生しなかったものは○、剥離発生率が20%未満のものは△、剥離発生率が20%以上のものは×とした。○、△のものは実用上問題ないレベルである。   Reflow resistance: Semiconductor device 20 in which the above-described semiconductor device was subjected to a JEDEC level 3 moisture absorption treatment (treated at 30 ° C. and 60% relative humidity for 168 hours) and then subjected to IR reflow treatment (peak temperature 260 ° C.) three times. About each, the presence or absence of peeling of the liquid resin composition inside the semiconductor device was confirmed with an ultrasonic flaw detector. The criteria for determining reflow resistance were ◯ when no peeling occurred, Δ when the peeling rate was less than 20%, and x when the peeling rate was 20% or more. ○ and △ are at a level where there is no practical problem.

・温度サイクル試験:上記の半導体装置に(−55℃/30分)と(125℃/30分)の温度サイクル処理を施した。パッケージ20個について、1000サイクル毎に半導体素子と液状樹脂組成物の硬化物との界面の密着状態を超音波探傷装置により観察し、フィレット部又はバンプ接合部に生じた剥離又はクラックの発生率[(剥離又はクラック発生パッケージ数)/(全パッケージ数)×100]を算出した。単位は%。温度サイクル試験の判断基準は、剥離又はクラックが発生しなかったものは○、剥離又はクラック発生率が20%未満のものは△、剥離又はクラック発生率が20%以上のものは×とした。△、
×のものについては、剥離又はクラックが発生した部分がフィレット部又はバンプ接合部のいずれであるのかを記載した。○、△のものは実用上問題ないレベルである。
Temperature cycle test: The above semiconductor device was subjected to a temperature cycle treatment of (−55 ° C./30 minutes) and (125 ° C./30 minutes). About 20 packages, the adhesion state of the interface between the semiconductor element and the cured resin resin composition is observed with an ultrasonic flaw detector every 1000 cycles, and the rate of occurrence of peeling or cracks occurring in the fillet portion or bump bonding portion [ (Number of peeled or cracked packages) / (total number of packages) × 100] was calculated. Units%. The judgment criteria of the temperature cycle test were ○ for those where peeling or cracking did not occur, Δ for peeling or cracking less than 20%, and x for peeling or cracking 20% or more. △,
About x thing, it was described whether the part which peeling or the crack generate | occur | produced is a fillet part or a bump junction part. ○ and △ are at a level where there is no practical problem.

実施例2〜17、比較例1〜4
表1、表2、表3の配合に従い、実施例1と同様にして半導体封止用液状樹脂組成物を製造し、実施例1と同様にして評価した。評価結果を表1、表2、表3に示す。
Examples 2-17, Comparative Examples 1-4
According to the composition of Table 1, Table 2, and Table 3, a liquid resin composition for semiconductor encapsulation was produced in the same manner as in Example 1, and evaluated in the same manner as in Example 1. The evaluation results are shown in Table 1, Table 2, and Table 3.

Figure 2013163747
Figure 2013163747

Figure 2013163747
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Figure 2013163747
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実施例1〜17は、25℃で液状であるエポキシ樹脂(A1)と、芳香族グリシジルアミン型エポキシ樹脂(A2)と、アミン系硬化剤(B)と、無機充填材(C)とを含む樹脂組成物であり、25℃で液状であるエポキシ樹脂(A1)の種類を変更したもの、芳香族グリシジルアミン型エポキシ樹脂(A2)の種類を変更したもの、25℃で液状であるエポキシ樹脂(A1)と芳香族グリシジルアミン型エポキシ樹脂(A2)の併用割合を変更したものであるが、いずれにおいても、流動性、破壊靭性値、弾性率のバランスに優れ、温度サイクル試験時の接続信頼性が高い耐リフロー性に優れた半導体装置が得られた。   Examples 1 to 17 include an epoxy resin (A1) that is liquid at 25 ° C., an aromatic glycidylamine-type epoxy resin (A2), an amine-based curing agent (B), and an inorganic filler (C). It is a resin composition, which is obtained by changing the type of epoxy resin (A1) that is liquid at 25 ° C., changed by the type of aromatic glycidylamine type epoxy resin (A2), and epoxy resin that is liquid at 25 ° C. ( A1) and aromatic glycidylamine type epoxy resin (A2) are used in different ratios, but all have excellent balance of fluidity, fracture toughness and elastic modulus, and connection reliability during temperature cycle test Thus, a semiconductor device having high reflow resistance was obtained.

一方、比較例1〜4においては、流動性、破壊靭性値、弾性率のいずれかが劣り、温度サイクル試験時の接続信頼性、耐リフロー性も劣る結果となった。
本発明に従うと、流動性、破壊靭性値、弾性率のバランスに優れる半導体封止用液状樹脂組成物及びこれを用いた温度サイクル試験時の接続信頼性が高い耐リフロー性に優れた半導体装置を得ることが可能となる。
On the other hand, in Comparative Examples 1 to 4, any one of fluidity, fracture toughness value, and elastic modulus was inferior, and connection reliability and reflow resistance during a temperature cycle test were also inferior.
According to the present invention, there is provided a liquid resin composition for semiconductor encapsulation excellent in the balance of fluidity, fracture toughness value, and elastic modulus, and a semiconductor device excellent in reflow resistance having high connection reliability in a temperature cycle test using the same. Can be obtained.

Claims (9)

エポキシ樹脂(A)、アミン系硬化剤(B)、及び、無機充填剤(C)を含む半導体封止用液状樹脂組成物であって、前記エポキシ樹脂(A)が、25℃で液状であるエポキシ樹脂(A1)及び芳香族グリシジルアミン型エポキシ樹脂(A2)を含み、前記無機充填剤(C)の含有量が30重量%以上75重量%以下であり、前記半導体封止用液状樹脂組成物の硬化物の破壊靭性値が2.0MPa・m^0.5以上3.5MPa・m^0.5以下であることを特徴とする半導体封止用液状樹脂組成物。   A liquid resin composition for semiconductor encapsulation containing an epoxy resin (A), an amine curing agent (B), and an inorganic filler (C), wherein the epoxy resin (A) is liquid at 25 ° C. A liquid resin composition for encapsulating a semiconductor, comprising an epoxy resin (A1) and an aromatic glycidylamine type epoxy resin (A2), wherein the content of the inorganic filler (C) is 30 wt% or more and 75 wt% or less. A fracture resin toughness value of 2.0 MPa · m ^ 0.5 or more and 3.5 MPa · m ^ 0.5 or less is a liquid resin composition for semiconductor encapsulation. 前記半導体封止用液状樹脂組成物の硬化物の動的粘弾性測定装置において測定した240℃での弾性率が120MPa以上である請求項1に記載の半導体封止用液状樹脂組成物。   The liquid resin composition for semiconductor encapsulation according to claim 1, wherein an elastic modulus at 240 ° C. measured by a dynamic viscoelasticity measuring apparatus for a cured product of the liquid resin composition for semiconductor encapsulation is 120 MPa or more. 前記半導体封止用液状樹脂組成物の硬化物の動的粘弾性測定装置において測定したガラス転移温度が120℃以上150℃以下である請求項1又は2に記載の半導体封止用液状樹脂組成物。   3. The liquid resin composition for semiconductor encapsulation according to claim 1, wherein a glass transition temperature measured by a dynamic viscoelasticity measuring device for a cured product of the liquid resin composition for semiconductor encapsulation is 120 ° C. or higher and 150 ° C. or lower. . 前記芳香族グリシジルアミン型エポキシ樹脂(A2)は、下記一般式(1)で表わされる化合物を含む請求項1ないし3のいずれか1項に記載の半導体封止用液状樹脂組成物。
Figure 2013163747
(一般式(1)において、R1、R2、R3は、互いに独立して、水素原子、又は炭素数1〜6の炭化水素基であり、m1は0〜4の整数であり、n1は0〜5の整数である。)
The liquid resin composition for semiconductor encapsulation according to any one of claims 1 to 3, wherein the aromatic glycidylamine type epoxy resin (A2) contains a compound represented by the following general formula (1).
Figure 2013163747
(In General Formula (1), R1, R2, and R3 are each independently a hydrogen atom or a hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms, m1 is an integer of 0 to 4, and n1 is 0 to 0. (It is an integer of 5.)
前記芳香族グリシジルアミン型エポキシ樹脂(A2)は、下記一般式(1)で表わされる化合物及び下記一般式(2)で表わされる化合物を含む請求項1ないし4のいずれか1項に記載の半導体封止用液状樹脂組成物。
Figure 2013163747
(一般式(2)において、R4は、互いに独立して、水素原子、又は炭素数1〜6の炭化水素基であり、m4は0〜4の整数である。)
The semiconductor according to any one of claims 1 to 4, wherein the aromatic glycidylamine type epoxy resin (A2) includes a compound represented by the following general formula (1) and a compound represented by the following general formula (2). Liquid resin composition for sealing.
Figure 2013163747
(In General formula (2), R4 is a hydrogen atom or a C1-C6 hydrocarbon group mutually independently, and m4 is an integer of 0-4.)
前記アミン系硬化剤(B)は、下記一般式(3)で表わされる化合物及び/又はジエチルトルエンジアミンを含む請求項1ないし5のいずれか1項に記載の半導体封止用液状樹脂組成物。
Figure 2013163747
(一般式(3)において、R5、R6は、互いに独立して、水素原子、又は炭素数1〜6の炭化水素基であり、m5は0〜3の整数であり、n3は0〜10の整数である。)
The liquid resin composition for semiconductor encapsulation according to any one of claims 1 to 5, wherein the amine-based curing agent (B) contains a compound represented by the following general formula (3) and / or diethyltoluenediamine.
Figure 2013163747
(In General Formula (3), R5 and R6 are each independently a hydrogen atom or a hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms, m5 is an integer of 0 to 3, and n3 is an integer of 0 to 10. (It is an integer.)
さらに、低応力剤(D)を含む請求項1ないし6のいずれか1項に記載の半導体封止用液状樹脂組成物。   Furthermore, the liquid resin composition for semiconductor sealing of any one of Claim 1 thru | or 6 containing a low stress agent (D). 前記低応力剤(D)は、エポキシ化ポリブタジエンを含む請求項1ないし7のいずれか1項に記載の半導体封止用液状樹脂組成物。   The liquid resin composition for semiconductor encapsulation according to claim 1, wherein the low stress agent (D) contains epoxidized polybutadiene. 電子部品と電子部品搭載用基板とを含み、前記電子部品と前記電子部品搭載用基板との間に間隙を有する半導体装置であって、前記電子部品と前記電子部品搭載用基板との間隙が、請求項1ないし8のいずれか1項に記載の半導体封止用液状樹脂組成物の硬化物によって、充填接合させてなることを特徴とする半導体装置。   A semiconductor device including an electronic component and an electronic component mounting substrate, and having a gap between the electronic component and the electronic component mounting substrate, wherein the gap between the electronic component and the electronic component mounting substrate is 9. A semiconductor device, wherein the semiconductor device is filled and joined with a cured product of the liquid resin composition for sealing a semiconductor according to claim 1.
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